Навіщо штучному інтелекту вода і чому це екологічна проблема

Для підтримки цифрових сервісів та інфраструктури штучного інтелекту, що розгортається по всьому світу, використовуються потужні центри обробки даних.Усі вони споживають не лише електроенергію, а й воду у величезних кількостях. Це може стати справжнім викликом для екології, повідомляє Tech Xplore. 

У своєму блозі про майбутнє ШІ гендиректор OpenAI Сем Альтман написав, скільки ChatGPT використовує цих ресурсів:

“На середній запит ChatGPT потрібно близько 0,34 ват-години. Приблизно стільки ж середня мікрохвильовка використала б трохи більше ніж за секунду. Він також використовує близько 0,000085 галона води — приблизно одну п'ятнадцяту чайної ложки”, — зазначив Альтман. 

Це невеликі кількості, але помножені на всі запити всіх користувачів у цілому світі, вони стають дуже відчутними. Саме тому експерти кажуть, що вже зараз світова енергетична інфраструктура працює на межі можливостей. Апетити зростатимуть із розвитком технології штучного інтелекту. Вже зараз розробники конкурують за великі енергетичні контракти і беруть участь у відновленні атомних електростанцій. 

З водою ситуація не менш проблематична. Вона не циркулює під час використання у центрах обробки даних, а повністю випаровується. Навіть якась частина отриманої води не повертається в цикл повторного використання. Американські вчені, що займаються ШІ, машинним навчанням та дата-центрами, опублікували у 2023 році дослідження на тему, скільки штучний інтелект споживатиме води. Це препринт, тобто на працю ще нема рецензій. Але її підготувала команда досвідчених науковців із чотирьох авторитетних вишів: Рочестерського технологічного інституту, Г'юстонського університету, Техаського університету в Арлінгтоні та Каліфорнійського університету в Ріверсайді. У дослідженні йдеться про таке: 

“У 2027 році прогнозується, що світовий попит на ШІ становитиме 4,2-6,6 мільярда кубічних метрів забору води. Це перевищує загальний річний обсяг забору води на потреби половини Великої Британії”.

Вода потрібна для системи охолодження. Центри обробки даних — це переважно тисячі серверів, що цілодобово працюють. Під час роботи вони сильно нагріваються. Якщо їх не охолоджувати, обладнання може вийти з ладу. Особливо ризикованими є періоди спеки. Крім виробленого технікою тепла впливає ще і температура навколишнього середовища. 

Наприклад, коли Великій Британії в 2022 році спостерігалась рекордна спека і термометр показував 40° Цельсія, стався збій у центрах обробки даних Google та Oracle у Лондоні. Технічні несправності на таких об’єктах означають, що тисячі користувачів по всьому світу не зможуть скористатися системою пошуку, відправити електронного листа, завантажити фотографії у месенджер чи переглянути серіал на котрійсь із стрімінгових платформ. 

Зараз центр обробки даних потужністю 1 мегават (МВт) потребує до 25,5 млн літрів води на рік. Глобальна потужність центрів обробки даних становить близько 59 ГВт. Це приблизно 1 504,5 мільярда літрів на рік. Це трохи менше половини Київського моря. 

Після випаровування вода потрапляє в атмосферу і звідти повертається у вигляді дощу. Але не всю дощову воду можна використати. Так само змінюється її розподіл і вона фактично втрачається для водного балансу тих регіонів, де була випарувана. Це особливо небезпечно для посушливих місць. Але саме там побудовано дві третини центрів обробки даних. В Америці це посушливі штати. В Саудівській Аравії та ОАЕ узагалі екстремально високий водний стрес. 

Вчені вже зараз намагаються знайти способи, як економити воду без впливу на потужності і розвиток технології. Наприклад, дослідники з Нортумбрійського університету у Великій Британії розробили метод із розподілом з допомогою шару фольги двох потоків повітря, гарячого і вологого. Фольга вбирає тепло з першого і передає його на другий. У такий спосіб охолоджуються серверні. Натомість, пара не шкодить обладнанню, бо вона ізольована. 

Ці технологічні розробки стають все актуальніші з огляду на темпи росту інфраструктури штучного інтелекту. Гендиректор Nvidia Corp. Дженсен Хуанг заявив, що до 2028 року інфраструктура штучного інтелекту лише в Європі зросте удесятеро.